Synchroner Abwärtsregler 98 Prozent Wirkungsgrad, 1,5 Prozent Spannungsgenauigkeit

Die Intersil Corporation, kündigt den ersten synchronen 60V-Abwärtsregler an, der die Zwischenstufe bei der Abwärtswandlung in industriellen Anwendungen erübrigen soll. Das kleine Tastverhältnis (40 ns minimale Einschaltdauer) des synchronen PWM-Reglers ISL8117 ermöglicht laut Hersteller eine direkte Abwärtswandlung von 48 V auf einen POL-Wert (Point of Load) von 1 V. Diese technische Errungenschaft sorge für weniger komplexe Systeme und geringere Kosten in den Bereichen Industrie, Fabrikautomatisierung, Medizintechnik und Kommunikationsinfrastrukturen, so Intersil.

In Anwendungen mit hohen Spannungen, in denen eine geringere Ausgangsspannung erforderlich ist, haben Entwickler bisher auf teure Module zurückgegriffen oder auf 2-stufige DC/DC-Lösungen, mit denen sich der Platzbedarf und die Komplexität erhöhen. Der ISL8117 stellt eine kostengünstige und zuverlässige Alternative dar, wenn das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangsspannung niedrig sein soll. Der Baustein basiert auf einer Valley-Current-Mode-Architektur mit adaptivem Steilheitsausgleich, um einen stabilen Betrieb und verschiedene Ein-/Ausgangsspannungskombinationen zu unterstützen, ohne dass eine externe Kompensation erforderlich ist. Entwickler sollen den bis auf 2 MHz einstellbaren Frequenzbereich des ISL8117 auch zur Optimierung der Kosten, Größe und Effizienz von Stromversorgungen nutzen können.

Der Regler verringert den Platzbedarf und vereinfacht die Entwicklung einer Stromversorgung, ohne deren Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen. Voreingestellte Designwerte für gängige Funktionen und der weite Ein-/Ausgangsspannungsbereich des ISL8117 verringern im Vergleich zu anderen Lösungen die Zahl externer Bauteile. Mit dem ISL8117 lassen sich DC/DC-Abwärtswandler mit nur 10 Bauteilen erstellen, einschließlich MOSFETs und passiven Bauelementen. Eine solche Lösung erzielt dann einen Wirkungsgrad von bis zu 98% und 1,5% Ausgangsspannungsgenauigkeit. Die wenigen Anschlüsse und die layoutfreundliche Anordnung der Anschlüsse minimieren die Zahl sich überlappender Leiterbahnen, was die Leistungsfähigkeit der Stromversorgung weiter verbessert.

„Der Abwärtsregler ISL8117 bedient die hohe Nachfrage nach direkter POL-Wandlung von hohen Eingangsspannungen wie 48 V auf 1 V Ausgangsspannung“, erklärte Mark Downing, Senior Vice President Infrastructure and Industrial Power Products bei Intersil. „Die einzigartige Funktion, in industriellen Anwendungen bei geringer Last einen hohen Wirkungsgrad bereitzustellen, macht den ISL8117 zu einer besseren Alternative als bestehende Lösungen mit älterer Technologie.“

Wesentliche Leistungsmerkmale und Funktionen

• Weiter Eingangsspannungsbereich von 4,5 bis 60 V deckt alle Standard-Eingangsspannungsschienen ab: 5, 12, 24, 36, 42 und 48 V

• Weiter konfigurierbarer Ausgangsspannungsbereich von 0,6 bis 54 V

• Kürzeste Einschaltdauer ermöglicht Stromversorgungen mit sehr niedrigem Tastverhältnis und erübrigt in vielen Anwendungen eine 2-stufige Abwärtswandlung

• Programmierbare Schaltfrequenz von 100 kHz bis 2 MHz; synchronisierbar, um abgestrahlte Störungen zu verringern und Schwebungsfrequenzen zu verhindern

• Umfassender Fehlerschutz für langfristige Zuverlässigkeit, einschließlich Schutz gegen Überspannung, Unterspannung, Überstrom und Übertemperatur

• Hochstrom-FET-Treiber und DEM-Betriebsmodus für hohen Wirkungsgrad in allen Lastbereichen

• Justierbarer Soft-Start mit Pre-Bias-Support für sequenziertes Hochfahren mehrerer ISL8117-Regler

Der ISL8117 kann zusammen mit Intersils Low-Dropout-Linearregler wie dem ISL80136, ISL80138, ISL80101A und den integrierten FET-Schaltreglern (ISL8023/24 oder ISL8016) eingesetzt werden, um eine Vielzahl von Versorgungsschienen in der industriellen Prozesssteuerung zu unterstützen.

Preis und Verfügbarkeit

Der ISL8117 ist ab sofort im 4mm x 4mm QFN- und 6,4mm x 5mm HTSSOP-Gehäuse erhältlich. Die QFN-Version kostet 1,80 US-$; die HTSSOP-Version 1,95 US-$ (jeweils ab 1000 Stück).
Zwei Evaluierungsboards zum Preis von je 80 US-$ erlauben die schnelle Bewertung der Regler und deren Leistungsfähigkeit: das ISL8117EVAL1Z Low Power (Vin 4,5-60 V und 3,3Vout/6A), und das ISL8117EVAL2Z High Power (Vin 18-60 V und 12Vout/20A).
Zwei Referenzdesign-Demoboards zum Preis von je 60 US-$ ermöglichen die Entwicklung von Anwendungen mit niedrigem Leistungsbedarf (Fabrikautomatisierung oder Robotik) bzw. mit hohem Leistungsbedarf (Telekommunikation oder Pachinkomaschinen).